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Ca3Co2O6块体的放电等离子烧结及热电性能研究
  • ISSN号:0258-7076
  • 期刊名称:《稀有金属》
  • 时间:0
  • 分类:TN3[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]北京工业大学材料学院新型功能材料教育部重点实验室,北京100022
  • 相关基金:国家自然科学基金(50271001)、北京市教委科技发展重点资助项目(KZ200310005001)及国家发改委资助项目
中文摘要:

采用短时固相反应和放电等离子烧结(SR-SPS)方法,制备了单相多晶Ca3Co2O6陶瓷块,系统研究了制备条件及烧结工艺对Ca3Co2O6陶瓷块显微结构及热电性能的影响。研究表明,950℃下固相反应2h即能得到单相树枝状,尺寸约1~3μm的Ca3Co2O6粉末,延长焙烧时间虽然对物相影响不大,但会引起粉末颗粒长大,不利于SPS烧结;SPS烧结温度强烈影响着Ca3Co2O6陶瓷块的制备,本实验范围内,Ca3Co2O6陶瓷块体的最佳制备条件为950℃固相反应2h,SPS900℃保温5min,此时Ca3Co2O6陶瓷块具有P型半导体特性,电阻率ρ随温度的升高急剧下降,然后趋于平缓(高于600℃);Seebeck系数S随温度(100℃以上)升高稍有下降,热导率Ⅳ表现为先下降后增加,在500℃时仅为1.73W·m^-1·K^-1综合电性能与热性能结果,其无量纲因子ZT随 温度升高呈上升趋势,在本实验范围内,于700℃下达到最高值0.02。

英文摘要:

Short-time solid reaction and spark plasma sintering method (SR-SPS) was used to prepare single-phase polycrystalline Ca3Co206 ceramic bulk, and effects of preparation condition and sintering technology were investigated in detail. Single-phase dendritic Ca3Co2O6 powders with grain size of about 1 - 3μm were obtained under 950 for 2 h by, solid-state reaction process, and prolonged reaction time could hardly influence phase structure, but it could make grain size growth, which is harmful for SPS sintering. Temperature of SPS strongly affects the preparation of Ca3Co2O6 ceramic bulk. In our experimental range, the best condition for Ca3Co206 ceramic bulk is to react under 950℃ for 2 h, and then sinter under 900℃ for 5 min by SPS. The bulk obtained by above technology shows character of p-type semiconductor, electrical resistivity ρ decrease sharply and then slightly, Seebeck coefficient S reduces, thermal conductivity r decreas- es and then increases with increasing temperature, the minimum value of r is 1.73 W- m- i. K^-1l at 500 ℃. As a result, the figureless factor of merit ZT shows in- creasing trend and the maximum value of ZT reaches 0.02 at 700 ℃ in our experimental range.

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期刊信息
  • 《稀有金属》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京有色金属研究总院
  • 主编:屠海令
  • 地址:北京新街口外大街2号
  • 邮编:100088
  • 邮箱:xxsf@grinm.com
  • 电话:010-82241917 62014832
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7076
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2111/TF
  • 邮发代号:82-167
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,冶金工业类核心期刊,中国科技论文统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13688